信號與系統(tǒng)是通信技術(shù)、電子信息工程技術(shù)、應(yīng)用電子技術(shù)、自動控制、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課。通過本課程的學(xué)習(xí)，不僅使學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基本概念、線性時不變系統(tǒng)的基本特性、信號通過線性系統(tǒng)的基本分析方法，還培養(yǎng)學(xué)生的抽象思維能力，提高分析問題和解決問題的能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及從事實際工作打下良好的基礎(chǔ)。

根據(jù)教育部對高職高專教育的要求，基礎(chǔ)理論教學(xué)要以“應(yīng)用為目的，以必須夠用為度，以掌握概念、強化應(yīng)用為教學(xué)重點”為原則，在編寫過程中，根據(jù)信號與系統(tǒng)課程內(nèi)容的特點和學(xué)生接受知識的規(guī)律，在保持教學(xué)大綱內(nèi)容和基本要求的基礎(chǔ)上，注重以下幾個方面：

1．在基本理論上重點突出基本概念、基本分析方法的理解和應(yīng)用，不貪多求深。即通過對基本信號特性的分析以及對簡單線性時不變系統(tǒng)的分析，充分地理解信號在產(chǎn)生、傳輸和加工處理等過程中自身特性的變化以及對系統(tǒng)特性的要求。

2．在應(yīng)用上強調(diào)對抽象數(shù)學(xué)理論的物理概念和工程概念的理解，不強調(diào)純數(shù)學(xué)運算與推導(dǎo)，而是注重結(jié)果的分析與應(yīng)用。掌握信號與系統(tǒng)的基本分析方法，學(xué)會運用數(shù)學(xué)工具對簡單線性時不變系統(tǒng)進行分析。

3．在結(jié)構(gòu)上先信號后系統(tǒng)，先連續(xù)后離散，先時域后變換域（頻域、復(fù)頻域和z域）。這樣由淺入深，循序漸進，便于知識的接受、理解和掌握。另外，在內(nèi)容上力求緊湊、合理；在文字上力求通俗易懂，概念敘述清晰、準確。

4．雖然不強調(diào)數(shù)學(xué)推導(dǎo)，但是，為了保持內(nèi)容的完整性和連續(xù)性，仍然保留了一些推導(dǎo)和證明，這樣便于讀者自學(xué)。同時將一些常用的數(shù)學(xué)結(jié)論繪制成圖表，使學(xué)生學(xué)會直接利用圖表完成對信號與系統(tǒng)的基本分析，這樣易于培養(yǎng)學(xué)生的工程意識。

本書共分6章。第1章為信號與系統(tǒng)的概述；第2章為連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的時域分析；第3章為連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析；第4章為連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析；第5章為離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析；第6章為離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析。

本書第3章和第6章由周濤編寫；第1章和第5章由王俊紅編寫；第4章由周濤和薛瑞共同編寫；第2章由王俊紅和周濤共同編寫。周濤任主編并統(tǒng)稿全書，王俊紅任副主編。參加本書編寫工作的還有李利、李朝輝、齊建玲、張增良。李國洪、陳剛對本書的編寫大綱進行了仔細的審閱，并提出了寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝！

由于編者水平有限，書中的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)和文字表述等方面難免有錯誤和不妥之處，懇請批評指正。

序
前言
第1章 信號與系統(tǒng)概述 1
本章學(xué)習(xí)目標 1
1.1 引言 1
1.2 信號的描述與分類 2
1.2.1 信號的描述 2
1.2.2 信號的分類 3
1.3 系統(tǒng)的描述與分類 8
1.3.1 系統(tǒng)的描述 8
1.3.2 系統(tǒng)的分類 9
本章小結(jié) 10
習(xí)題1 11
第2章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的時域分析 13
本章學(xué)習(xí)目標 13
2.1 基本連續(xù)時間信號 13
2.1.1 正弦信號 13
2.1.2 指數(shù)信號 14
2.1.3 抽樣信號 16
2.1.4 奇異信號 16
2.2 信號的運算與變換 21
2.2.1 信號的代數(shù)運算 21
2.2.2 信號的微分與積分 22
2.2.3 信號的反褶 23
2.2.4 信號的時移 24
2.2.5 信號的尺度變換 24
2.2.6 信號的分解 25
2.3 線性時不變連續(xù)系統(tǒng) 27
2.3.1 線性時不變系統(tǒng)的基本性質(zhì) 27
2.3.2 線性時不變系統(tǒng)的模擬 31
2.4 LTI連續(xù)系統(tǒng)的模型 33
2.4.1 LTI連續(xù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 33
2.4.2 LTI連續(xù)系統(tǒng)的框圖 34
2.5 LTI連續(xù)系統(tǒng)的響應(yīng) 34
2.5.1 系統(tǒng)的初始條件 34
2.5.2 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng) 37
2.5.3 系統(tǒng)的全響應(yīng) 42
2.6 沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng) 44
2.6.1 沖激信號的性質(zhì) 44
2.6.2 沖激響應(yīng) 47
2.6.3 階躍響應(yīng) 51
2.7 卷積與零狀態(tài)響應(yīng) 52
2.7.1 任意信號的分解 52
2.7.2 卷積與零狀態(tài)響應(yīng) 52
2.7.3 卷積的圖解法 55
2.7.4 卷積的性質(zhì) 57
本章小結(jié) 61
習(xí)題2 62
第3章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析 69
本章學(xué)習(xí)目標 69
3.1 周期信號的傅里葉級數(shù) 69
3.1.1 三角函數(shù)形式的傅里葉級數(shù) 69
3.1.2 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù) 72
3.2 周期信號的頻譜 75
3.2.1 周期信號的頻譜 75
3.2.2 周期信號頻譜的特點及頻帶寬度 76
3.3 非周期信號的傅里葉變換 80
3.3.1 傅里葉變換 80
3.3.2 非周期信號的頻譜 82
3.3.3 典型信號的傅里葉變換 83
3.4 傅里葉變換的基本性質(zhì) 88
3.4.1 線性 88
3.4.2 對稱性 88
3.4.3 尺度變換 90
3.4.4 時移特性 91
3.4.5 頻移特性 92
3.4.6 卷積定理 93
3.4.7 時域微分和時域積分 96
3.4.8 頻域微分和頻域積分 99
3.5 周期信號的傅里葉變換 100
3.6 頻域系統(tǒng)函數(shù) 102
3.6.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義 102
3.6.2 系統(tǒng)函數(shù) 的求解方法 103
3.7 連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析 105
3.7.1 復(fù)指數(shù)信號 的響應(yīng) 105
3.7.2 非正弦周期信號的響應(yīng) 106
3.7.3 非周期信號的響應(yīng) 108
3.7.4 無失真?zhèn)鬏敿捌錀l件 112
3.7.5 理想低通濾波器及其響應(yīng) 114
3.8 抽樣定理 117
3.8.1 連續(xù)信號的時域抽樣定理 118
3.8.2 從抽樣信號恢復(fù)連續(xù)時間信號 120
本章小結(jié) 122
習(xí)題3 123
第4章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 130
本章學(xué)習(xí)目標 130
4.1 拉普拉斯變換 130
4.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換 130
4.1.2 拉普拉斯變換的收斂域 132
4.1.3 常用信號的單邊拉氏變換 134
4.2 單邊拉氏變換的性質(zhì) 136
4.2.1 線性 136
4.2.2 時移（延時）特性 137
4.2.3 尺度變換 138
4.2.4 頻移特性 139
4.2.5 時域微分定理 139
4.2.6 時域積分定理 140
4.2.7 域微分定理 141
4.2.8 域積分定理 142
4.2.9 初值定理 142
4.2.10 終值定理 143
4.2.11 卷積定理 145
4.3 單邊拉氏反變換 146
4.3.1 查表法 146
4.3.2 部分分式展開法 147
4.4 連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 152
4.4.1 用拉氏變換法分析系統(tǒng) 152
4.4.2 用拉氏變換法分析電路 154
4.5 系統(tǒng)函數(shù)H(s) 159
4.5.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義 159
4.5.2 系統(tǒng)函數(shù) 的求解方法 160
4.6 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布與時域響應(yīng)特性的關(guān)系 162
4.6.1 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點與零、極點圖 162
4.6.2 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布與時域響應(yīng)特性的關(guān)系 163
4.7 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 164
4.7.1 穩(wěn)定系統(tǒng)的定義 164
4.7.2 系統(tǒng)穩(wěn)定的條件 164
4.8 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)頻率特性 167
4.8.1 頻率特性 167
4.8.2 頻率特性的矢量作圖法 168
本章小結(jié) 171
習(xí)題4 171
第5章 離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析 179
本章學(xué)習(xí)目標 179
5.1 離散時間信號的基本概念 179
5.1.1 離散時間信號的描述 179
5.1.2 基本離散信號 180
5.1.3 基本離散信號的特性 184
5.2 離散信號的運算與變換 185
5.2.1 相加 185
5.2.2 相乘 186
5.2.3 差分 186
5.2.4 求和 186
5.2.5 反褶 188
5.2.6 移位 188
5.2.7 尺度變換 188
5.3 離散系統(tǒng)的基本概念 189
5.3.1 離散系統(tǒng) 189
5.3.2 線性時不變（LTI）系統(tǒng) 189
5.3.3 離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 192
5.3.4 離散系統(tǒng)的模擬 194
5.4 線性時不變離散系統(tǒng)的響應(yīng) 195
5.4.1 迭代法 195
5.4.2 經(jīng)典法 197
5.4.3 零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng) 200
5.5 離散系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng) 202
5.5.1 單位樣值響應(yīng) 202
5.5.2 單位階躍響應(yīng) 207
5.6 離散卷積與零狀態(tài)響應(yīng) 207
5.6.1 離散卷積和 207
5.6.2 卷積和的性質(zhì) 211
5.6.3 零狀態(tài)響應(yīng) 213
本章小結(jié) 216
習(xí)題5 216
第6章 離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析 222
本章學(xué)習(xí)目標 222
6.1 離散信號的z變換 222
6.1.1 z變換的定義 222
6.1.2 z變換的收斂域 224
6.1.3 常用基本離散序列的單邊z變換 226
6.2 單邊z變換的性質(zhì) 227
6.2.1 線性 227
6.2.2 移位 227
6.2.3 z域尺度變換（序列指數(shù)加權(quán)） 229
6.2.4 域微分（序列線性加權(quán)） 229
6.2.5 初值定理 230
6.2.6 終值定理 230
6.2.7 時域卷積定理 231
6.3 z反變換 232
6.3.1 冪級數(shù)展開法（長除法） 232
6.3.2 部分分式展開法 234
6.4 離散系統(tǒng)的z域分析 238
6.4.1 零輸入響應(yīng)的 域解 239
6.4.2 零狀態(tài)響應(yīng)的 域解 240
6.4.3 全響應(yīng)的 域解 241
6.5 系統(tǒng)函數(shù)H(z) 242
6.5.1 系統(tǒng)函數(shù)的定義 243
6.5.2 系統(tǒng)函數(shù) 的求解方法 243
6.6 系統(tǒng)函數(shù)零、極點分布與時域響應(yīng)特性的關(guān)系 246
6.6.1 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點與零、極點圖 246
6.6.2 系統(tǒng)函數(shù)的零、極點分布圖與時域特性的關(guān)系 246
6.7 域與 域的關(guān)系 248
6.8 離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性 249
6.9 離散系統(tǒng)的頻率特性 251
6.9.1 頻率特性 251
6.9.2 頻率特性的幾何確定 252
本章小結(jié) 254
習(xí)題6 255
部分習(xí)題參考答案 260
習(xí)題1 260
習(xí)題2 260
習(xí)題3 261
習(xí)題4 263
習(xí)題5 265
習(xí)題6 267
參考文獻 270